Tout n'est pas si simple
Imaginez que vous avez un œuf cassé sur le visage et que ce n'est pas une figure de style. Une tentative de jongler avec des œufs a fait tomber l'un d'eux et se casser la tête, et maintenant vous devez aller sous la douche et changer de vêtements.
Mais ne serait-il pas plus facile de reculer d'une minute? Après tout, l'œuf s'est cassé en quelques secondes - pourquoi ne pouvez-vous pas faire la même chose, au contraire? Remettez simplement la coquille ensemble, jetez le blanc et le jaune - et c'est tout. Vous auriez un visage propre, des vêtements propres et pas de jaune dans les cheveux.
Cela semble ridicule - mais pourquoi? Pourquoi ne puis-je pas annuler cette action? En fait, rien n'est impossible là-dedans. Il n'y a pas de loi naturelle qui interdirait de faire cela.
De plus, les physiciens rapportent que tout moment de la vie quotidienne peut se produire dans l'ordre inverse à tout moment dans le temps. Alors pourquoi ne pas "casser" les œufs, "brûler" l'allumette ou même "luxer" la jambe en arrière?
Pourquoi ces choses n'arrivent-elles pas tous les jours? Pourquoi le futur est-il différent du passé? Cette question semble assez simple, mais pour y répondre, il faut remonter à la naissance de l'Univers, se tourner vers le monde atomique et atteindre les limites de la physique.
Comme beaucoup d'histoires dans le monde de la physique, celle-ci remonte au grand physicien Isaac Newton. La peste bubonique a englouti la Grande-Bretagne en 1666, et c'est elle qui a forcé Newton à quitter l'université de Cambridge et à rentrer chez sa mère, qui vivait dans le Lincolnshire rural. Là, Newton s'est ennuyé et, étant isolé du monde extérieur, s'est mis à la physique.
Il a découvert trois lois du mouvement, dont la célèbre maxime selon laquelle chaque action a sa propre opposition. Il a également fourni une explication des raisons pour lesquelles la gravité fonctionne.
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Les lois de Newton sont incroyablement efficaces pour décrire le monde qui nous entoure. Ils peuvent expliquer de nombreux phénomènes, de la raison pour laquelle les pommes tombent des arbres à la raison pour laquelle la terre tourne autour du soleil.
Mais ils ont une propriété étrange - ils fonctionnent de la même manière et vice versa. Si un œuf se brise, les lois de Newton indiquent qu'il peut revenir à son état d'origine. De toute évidence, c'est faux, mais pratiquement toutes les théories développées par des scientifiques depuis Newton ont exactement le même problème.
Les lois de la physique ne prennent tout simplement pas en compte la façon dont le temps s'écoule - en avant ou en arrière. Ils se soucient autant de cela que de savoir si vous écrivez avec votre main droite ou avec votre gauche. Mais vous vous en souciez vraiment!
Pour autant que vous le sachiez, le temps a une flèche qui indique sa direction et il est toujours tourné vers l'avenir. Vous pouvez mélanger l'Est et l'Ouest, mais vous ne confondrez jamais hier et demain. Cependant, les lois fondamentales de la physique ne font pas de distinction entre passé et futur.
La première personne sérieusement confrontée à ce problème fut le physicien autrichien Ludwig Boltzmann, qui vécut dans la seconde moitié du XIXe siècle. À cette époque, toutes les idées qui sont maintenant acceptées comme axiome étaient controversées.
En particulier, les physiciens n'étaient pas aussi convaincus qu'aujourd'hui que tout dans le monde est fait de particules appelées atomes. De l'avis de la plupart des physiciens, l'idée d'atomes ne pouvait être prouvée, elle ne pouvait pas être vérifiée par des méthodes pratiques.
Boltzmann était convaincu que les atomes existent réellement, il a donc utilisé cette idée pour expliquer toutes les choses de la vie quotidienne, telles que la flamme du feu, le travail des poumons, et aussi pourquoi le thé se refroidit lorsque vous soufflez dessus. Il pensait qu'il pouvait comprendre toutes ces choses en utilisant le concept qui lui était si proche - la théorie des atomes.
Certains physiciens ont été impressionnés par le travail de Boltzmann, mais la plupart l'ont rejeté. Il fut bientôt ostracisé par la communauté scientifique pour ses idées.
Cependant, c'est lui qui a montré comment les atomes sont liés à la nature du temps. À cette époque, la théorie de la thermodynamique est apparue, qui décrit le comportement de la chaleur. Les adversaires de Boltzmann ont insisté sur le fait que la nature de la chaleur ne pouvait être décrite; ils ont dit que la chaleur n'est que de la chaleur.
Boltzmann a décidé de prouver qu'ils avaient tort, et la chaleur est causée par le mouvement chaotique des atomes. Il avait raison, mais il a dû passer le reste de sa vie à défendre son point de vue.
Boltzmann a commencé par essayer d'expliquer quelque chose d'étrange - «l'entropie». Selon les lois de la thermodynamique, tout dans le monde a une certaine quantité d'entropie, et quand quelque chose arrive à cet objet, l'entropie augmente.
Par exemple, si vous mettez des glaçons dans un verre d'eau, ils fondront et l'entropie dans le verre augmentera. Et la croissance de l'entropie diffère de tout ce qui existe en physique - le processus se déplace dans une direction. Les physiciens se demandent depuis longtemps si la manière dont le temps s'écoule est déterminée par une augmentation de l'entropie.
Comme vous pouvez le deviner, Boltzmann a été le premier à soulever cette question, mais de nombreux autres scientifiques ont ensuite commencé à étudier cette question. En conséquence, il est devenu clair que le temps pouvait potentiellement s'écouler dans la direction opposée - mais seulement si l'entropie diminue, ce qui est tout simplement impossible.
Cependant, si le temps peut s'écouler dans le sens opposé, il est possible de construire une machine à remonter le temps. En 2009, le physicien britannique S. Hawking a organisé une fête pour les voyageurs dans le temps - le truc était qu'il a envoyé des invitations à la fête un an plus tard (aucun des invités ne s'est présenté).
Il est donc vraisemblablement impossible de voyager dans le temps. Même si cette possibilité existait, Hawking et d'autres soutiennent que vous ne pouvez jamais arriver à un point dans le temps avant le moment où votre machine à remonter le temps a été construite.
Mais un voyage dans le futur? C'est une autre histoire. Bien sûr, nous tous, voyageurs dans le temps, courons dans le temps passé du passé au futur à raison d'une heure par heure. Mais comme une rivière, l'écoulement du temps s'écoule à des vitesses différentes selon les endroits. La science moderne offre plusieurs façons de rapprocher le futur. Voici un résumé de leur essence.
Le moyen le plus simple et le plus pratique de se rendre dans un futur lointain est de se déplacer très rapidement. Selon la théorie de la relativité d'Einstein, lorsque vous voyagez à une vitesse proche de la vitesse de la lumière, le temps ralentit pour vous par rapport au monde extérieur.
Ce n'est pas seulement une hypothèse ou une expérience de pensée - c'est un résultat de mesure. À l'aide de deux horloges atomiques identiques (certaines ont volé dans un avion à réaction, d'autres sont restées stationnaires sur Terre), les physiciens ont prouvé que les horloges volantes tournent plus lentement en raison de la vitesse.
Dans le cas d'un avion, l'effet est minime. Mais si vous étiez à bord d'un vaisseau spatial voyageant à 90% de la vitesse de la lumière, le temps passerait 2,6 fois plus lentement pour vous que sur Terre. Et plus votre vitesse s'approche de la vitesse de la lumière, plus le voyage dans le temps devient extrême.
La vitesse la plus élevée obtenue grâce à la technologie humaine peut être appelée la vitesse à laquelle les protons balaient le grand collisionneur de hadrons - 99,9999991% de la vitesse de la lumière. En utilisant la théorie de la relativité, on peut calculer qu'une seconde pour un proton équivaut à 27 777 778 secondes soit, en pratique, 11 mois pour nous.
Étonnamment, les physiciens des particules tiennent compte de la décélération lorsqu'ils traitent des particules en décomposition. En laboratoire, les particules de muon se désintègrent généralement en 2,2 microsecondes. Mais les muons à mouvement rapide, qui sont produits lorsque les rayons cosmiques atteignent la haute atmosphère, se désintègrent 10 fois plus longtemps.
La méthode suivante est également inspirée des travaux d'Einstein. Selon sa théorie de la relativité générale, plus vous ressentez la gravité, plus le temps passe lentement. Par exemple, à mesure que vous vous rapprochez du centre de la Terre, la force de gravité augmente. Le temps passe plus lentement pour vos jambes que pour votre tête.
Là encore, cet effet a été mesuré. En 2010, des physiciens de l'Institut national américain des normes et de la technologie ont placé deux horloges atomiques sur des étagères, l'une de 33 cm de plus que l'autre, et ont mesuré la différence de leur vitesse de défilement. L'horloge sur l'étagère en dessous tournait plus lentement car elle était légèrement plus soumise à la gravité.
Pour être dans un futur lointain, tout ce dont nous avons besoin, c'est d'un endroit avec une gravité extrêmement forte, comme un trou noir. Plus vous vous rapprochez de la frontière, plus le temps passe lentement - mais c'est risqué, car vous ne pouvez jamais revenir en traversant la ligne. Dans tous les cas, l'effet n'est pas si fort, donc le voyage n'en vaut probablement pas la peine.
Disons que vous avez la technologie pour parcourir de longues distances pour vous rendre à un trou noir (le plus proche est à environ 3000 années-lumière). Pendant le voyage lui-même, le temps ralentira beaucoup plus que pendant le voyage à travers le trou noir lui-même.
(La situation dans Interstellar, où une heure sur une planète près d'un trou noir équivaut à sept ans sur Terre, est trop extrême et totalement impossible pour notre univers, dit Kip Thorne, le conseiller scientifique du film.)
Le plus étonnant est peut-être que les systèmes GPS doivent prendre en compte les effets de la dilatation du temps (à la fois en raison de la vitesse des satellites et de la gravité qui agit sur eux) dans leur travail. Sans ces corrections, le GPS du téléphone ne pourra pas déterminer votre position sur Terre, même dans un rayon de plusieurs kilomètres.
Une autre option pour voyager dans le futur est de ralentir la perception du temps en ralentissant ou en arrêtant les processus vitaux de votre corps, puis en les relançant.
Les spores bactériennes peuvent vivre des millions d'années en animation suspendue jusqu'à ce que la bonne température, l'humidité et les bonnes conditions alimentaires relancent leur métabolisme. Certains mammifères, comme les ours et les écureuils, peuvent ralentir leur métabolisme pendant l'hibernation, ce qui réduit considérablement les besoins de leurs cellules en oxygène et en nourriture. Les gens pourront-ils jamais faire de même?
Bien que l'arrêt complet du métabolisme du corps ne soit pas encore soumis à la science moderne, certains scientifiques s'efforcent d'obtenir l'effet d'une «hibernation» à court terme durant plusieurs heures. Cela peut être suffisamment de temps pour aider la personne, par exemple, pendant un arrêt cardiaque, avant de pouvoir être transportée à l'hôpital.
Une autre technique qui met le corps en «hibernation» hypothermique - le remplacement du sang par une solution saline froide - a fonctionné chez les porcs et fait actuellement l'objet d'essais cliniques chez l'homme à Pittsburgh.
La relativité générale permet également la possibilité de voyager rapidement à travers des tunnels spatio-temporels, ce qui pourrait aider à couvrir des distances de milliards d'années-lumière, ou simplement des temps différents.
De nombreux physiciens, dont S. Hawking, estiment que les tunnels spatio-temporels, apparaissant constamment à différents endroits de la coquille quantique, sont beaucoup plus petits que les atomes.
L'astuce consiste à en saisir un et à l'agrandir à des proportions humaines - un exploit qui nécessitera une énorme quantité d'énergie, mais qui ne peut être possible qu'en théorie.
Les tentatives pour prouver une telle méthode ont échoué, en fin de compte en raison de l'incompatibilité entre la relativité générale et la mécanique quantique.
D'après des documents de la revue "Unknown"
